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          <h1 class="post-title" itemprop="name headline">browser-process</h1>
        

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              <time title="创建于" itemprop="dateCreated datePublished" datetime="2019-11-09T10:28:26+08:00">
                2019-11-09
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          </span>

          
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                <span itemprop="about" itemscope="" itemtype="http://schema.org/Thing">
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        <p>本文梳理浏览器进程与js引擎单线程、事件循环之间的联系。<a id="more"></a></p>
<p>关于线程和进程的有关知识，忘记了可以参考<a href="https://huangrenhao.gitee.io/2018/12/27/%E5%B9%B6%E5%8F%91%E4%B8%8E%E5%B9%B6%E8%A1%8C/">博客</a></p>
<h3 id="浏览器的多进程"><a href="#浏览器的多进程" class="headerlink" title="浏览器的多进程"></a>浏览器的多进程</h3><p>每打开一个 tab 页就相当于创建了一个独立的浏览器进程（浏览器也有自己的优化机制，有些时候打开多个 tab 页之后有些进程会被合并，如打开多个空白页标签后会发现多个标签页被合并成一个进程，所以每一个 tab 标签对应一个进程并不是绝对的）</p>
<h4 id="浏览器中的主要进程及作用："><a href="#浏览器中的主要进程及作用：" class="headerlink" title="浏览器中的主要进程及作用："></a>浏览器中的主要进程及作用：</h4><ol>
<li>Browser进程：只有一个，浏览器的主进程（负责协调、主控）<ul>
<li>负责浏览器界面显示，与用户交互（前进、后退等）</li>
<li>负责各个页面的管理，创建和销毁其他进程</li>
<li>将 Renderer 进程得到的内存中的 Bitmap 绘制到用户界面上</li>
<li>网络资源的管理，如下载等。</li>
</ul>
</li>
<li>第三方插件进程：每种类型的插件对应一个进程，仅当使用该插件时才创建</li>
<li>GPU进程：最多一个，用于3D绘制等</li>
<li>浏览器渲染进程：浏览器内核，即Renderer进程，内部是多线程的：每个Tab页面一个浏览器渲染进程，互不影响。主要作用为页面渲染、脚本执行、事件处理等</li>
</ol>
<h4 id="浏览器多进程的优势："><a href="#浏览器多进程的优势：" class="headerlink" title="浏览器多进程的优势："></a>浏览器多进程的优势：</h4><ul>
<li>避免单个页面崩溃影响整个浏览器</li>
<li>避免第三方插件崩溃影响整个浏览器</li>
<li>多线程充分利用多核优势</li>
<li>方便使用沙盒模型隔离插件等进程，提高浏览器稳定性</li>
</ul>
<h4 id="浏览器内核（渲染进程）："><a href="#浏览器内核（渲染进程）：" class="headerlink" title="浏览器内核（渲染进程）："></a>浏览器内核（渲染进程）：</h4><p>对于普通的前端操作最重要，页面的渲染、js的执行、事件循环都在这个进程中进行，这个进程中的常驻线程有：</p>
<ol>
<li><p>GUI渲染线程</p>
<p>负责渲染浏览器界面，解析HTML、CSS，构建DOM树和 RenderObject 树，布局和绘制等。当界面需要重绘或由于某种操作引发回流时该线程就会执行。需要注意<strong>GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的</strong>，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起（相当于被冻结了），GUI更新会被保存在一个队列中<strong>等到JS引擎空闲时</strong>立即被执行。</p>
<blockquote>
<p>呈现引擎，又称渲染引擎，也被称为浏览器内核，在线程方面又称为 UI 线程，它是由各大浏览器厂商依照 W3C 标准自行研发的，常见的浏览器内核可以分这四种：Trident、Gecko、Blink、Webkit。</p>
<ul>
<li>Trident：俗称 IE 内核，也被叫做 MSHTML 引擎，目前在使用的浏览器有 IE11 -，以及各种国产多核浏览器中的 IE 兼容模块。另外微软的 Edge 浏览器不再使用 MSHTML 引擎，而是使用类全新的引擎 EdgeHTML。</li>
<li>Gecko：俗称 Firefox 内核，Netscape6 开始采用的内核，后来的 Mozilla FireFox（火狐浏览器）也采用了该内核，Gecko 的特点是代码完全公开，因此，其可开发程度很高，全世界的程序员都可以为其编写代码，增加功能。因为这是个开源内核，因此受到许多人的青睐，Gecko 内核的浏览器也很多，这也是 Gecko 内核虽然年轻但市场占有率能够迅速提高的重要原因。</li>
<li>Presto：Presto 是挪威产浏览器 opera 的 “前任” 内核，最新的 opera 浏览器内核现为 Blink。</li>
<li>Webkit：Safari 内核，也是 Chrome 内核原型，主要是 Safari 浏览器在使用的内核，也是特性上表现较好的浏览器内核。也被大量使用在移动端浏览器上。</li>
<li>Blink： 由 Google 和 Opera Software 开发，在Chrome（28及往后版本）、Opera（15及往后版本）和Yandex浏览器中使用。Blink 其实是 Webkit 的一个分支，添加了一些优化的新特性，例如跨进程的 iframe，将 DOM 移入 JavaScript 中来提高 JavaScript 对 DOM 的访问速度等，目前较多的移动端应用内嵌的浏览器内核也渐渐开始采用 Blink。</li>
</ul>
<p>由于移动互联网的普及，我们还可以单独说一说目前移动设备上浏览器常用的内核情况： iPhone 和 iPad 等苹果 iOS 平台主要是 WebKit，Android 4.4 之前的 Android 系统浏览器内核是 WebKit，Android4.4 系统浏览器切换到了Chromium，内核是 Webkit 的分支 Blink，Windows Phone 8 系统浏览器内核是 Trident。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>js引擎线程</p>
<p>js内核，又称为js解释器，js引擎，js解析引擎（如V8引擎），负责处理JavaScript脚本程序。js引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，一个Tab页（Renderer进程）中无论什么时候都只有一个js线程在运行js程序。由于GUI渲染线程与js引擎线程是互斥的，如果js执行时间过长，就会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞。</p>
<p>HTML5中的Web Worker：webworker 允许一段js程序运行在主线程之外的线程，子线程与主线程互不干扰，当子线程的代码执行完成，将结果返回给主线程，主线程接受到相应结果后再做对应处理，当有一些计算密集型或高延迟的任务就可以交给 webworker 子线程来负担，主线程就不会阻塞。webworker 子线程与js主线程不是平级的，主线程可以控制 webworker，webworker 子线程所在的全局对象与主线程不在一个上下文环境，无法读取主线程所在网页的 DOM，无法使用 document，window等。</p>
<p>SharedWorker 与 WebWorker 的区别：WebWorker 只属于某个页面，不会和其他页面的 Renderer 进程共享，SharedWorker 是浏览器所有页面共享的，可以为多个 Renderer 进程共享使用。SharedWorker 由独立的进程管理， WebWorker 只是属于 Renderer 进程下的一个线程。</p>
</li>
<li><p>事件触发线程</p>
<p>归属于浏览器而不是js引擎，用来控制事件循环。当JS引擎执行代码块如setTimeout时（也可来自浏览器内核的其他线程,如鼠标点击、AJAX异步请求等），会将对应任务添加到事件线程中。当对应的事件符合触发条件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理。注意，由于JS的单线程关系，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理（当JS引擎空闲时才会去执行）</p>
</li>
<li><p>定时触发器线程</p>
<p>setInterval 与 setTimeout 所在线程。浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的,（因为JavaScript引擎是单线程的, 如果处于阻塞线程状态就会影响记计时的准确），因此通过单独线程来计时并触发定时（计时完毕后，添加到事件队列中，等待JS引擎空闲后执行）。注意，W3C在HTML标准中规定，规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。</p>
</li>
<li><p>异步http请求线程</p>
<p>在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求，检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就<strong>产生状态变更事件</strong>，将这个回调再放入事件队列中。再由JavaScript引擎执行。</p>
</li>
</ol>
<h3 id="浏览器渲染流程"><a href="#浏览器渲染流程" class="headerlink" title="浏览器渲染流程"></a>浏览器渲染流程</h3><p>前期流程：简写为浏览器输入url，浏览器主线程接管，开一个下载线程，然后进行 HTTP 请求（之前还有 DNS 查询、IP 寻址等操作），然后等待响应，获取内容，随后将内容通过 RendererHost 接口转交给 Renderer 进程，开始渲染进程。</p>
<p>渲染步骤：</p>
<ol>
<li>解析HTML建立DOM树</li>
<li>解析CSS构建 render 树（将CSS代码解析成树形数据结构CSSOM，结合DOM合并成 render 树）</li>
<li>布局 render 树（Layout/reflow），负责各元素尺寸、位置计算</li>
<li>绘制 render 树 （paint），绘制页面像素信息</li>
<li>浏览器会将各层信息发送到GPU，GPU会将各层合成（ composite ）显示在屏幕上。</li>
</ol>
<blockquote>
<p>render 树在 CSSOM 树构建完成之后才开始构建。构建 CSSOM 树是一个十分消耗性能的过程，应该尽量保证层级扁平，减少过度层叠，越是具体的 CSS 选择器执行速度越慢。</p>
<p>当 HTML 解析到 script 标签时，会暂停构建 DOM ，完成后才会从暂停的地方重新开始，如果想要首屏渲染的越快就越不应该在首屏就加载 js 文件，并且 css 也会影响 js 的执行（只有当解析完样式表才会执行 js），在这种情况下可以认为 css 也会暂停构建 DOM。</p>
<p>load 事件触发代表页面中的 DOM、CSS、JS、图片已经全部加载完毕、</p>
<p>DOMContentLoaded 事件触发代表初始的 HTML 被完全加载和解析，不需要等待 CSS、JS、图片加载。</p>
</blockquote>
<ol>
<li>当 Event loop 执行完 Microtasks 后，会判断 document 是否需要更新。如果浏览器是 60Hz 的刷新率，则每 16ms 才会更新一次。</li>
<li>然后判断是否有 <code>resize</code> 或者 <code>scroll</code> ，有的话会去触发事件，所以 <code>resize</code> 和 <code>scroll</code> 事件也是至少 16ms 才会触发一次，并且自带节流功能。</li>
<li>判断是否触发了 media query</li>
<li>更新动画并且发送事件</li>
<li>判断是否有全屏操作事件</li>
<li>执行 <code>requestAnimationFrame</code> 回调</li>
<li>执行 <code>IntersectionObserver</code> 回调，该方法用于判断元素是否可见，可以用于懒加载上，但是兼容性不好</li>
<li>更新界面</li>
<li>以上就是一帧中可能会做的事情。如果在一帧中有空闲时间，就会去执行 <code>requestIdleCallback</code> 回调。</li>
</ol>
<p>头部引入 css：css 由单独的下载线程异步下载，css 的加载并不会阻塞 DOM 树解析，但会阻塞 render 树渲染。</p>
<h3 id="JS引擎运行机制分析（Event-Loop）"><a href="#JS引擎运行机制分析（Event-Loop）" class="headerlink" title="JS引擎运行机制分析（Event Loop）"></a>JS引擎运行机制分析（Event Loop）</h3><p>js分为同步任务和异步任务，同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。主线程之外事件触发线程管理着一个任务队列，只要异步任务有了运行结果就在任务队列中放置一个事件。一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕（此时js引擎空闲），系统就会读取任务队列，将可运行的异步任务添加到可执行栈中开始执行。</p>
<p><img src="/2019/11/09/browser-process-render/browser-event-loop.png" alt="browser-event-loop"></p>
<blockquote>
<p>参考：</p>
<ol>
<li><a href="https://juejin.im/post/5a6547d0f265da3e283a1df7#heading-0" target="_blank" rel="noopener">从浏览器多进程到JS单线程，JS运行机制最全面的一次梳理</a></li>
<li><a href="https://www.cnblogs.com/lhb25/p/how-browsers-work.html" target="_blank" rel="noopener">前端文摘：深入解析浏览器的幕后工作原理</a></li>
<li><a href="http://taligarsiel.com/Projects/howbrowserswork1.htm" target="_blank" rel="noopener">How browsers work</a></li>
<li><a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0NDU3NzM0Ng==&amp;mid=2247483675&amp;idx=1&amp;sn=447b8b89b20de742a0b0d0fe6cc69896" target="_blank" rel="noopener">聊聊JavaScript与浏览器那些事-引擎与线程</a></li>
</ol>
</blockquote>

      
    </div>
    
    
    

    

    

    

    <footer class="post-footer">
      

      
      
      

      
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                <i class="fa fa-chevron-left"></i> js事件处理
              </a>
            
          </div>

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